宇宙的起源到最后的結(jié)局是怎么樣的
我們地球所存在的就是宇宙之內(nèi)，但是宇宙是怎么起源的呢，最后的結(jié)局又會(huì)是什么。下面是小編分享的宇宙的起源到最后的結(jié)局，一起來(lái)看看吧。
宇宙的起源到最后的結(jié)局
宇宙的創(chuàng)生
爆炸之初，物質(zhì)只能以中子、質(zhì)子、電子、光子和中微子等基本粒子形態(tài)存在。宇宙爆炸之后的不斷膨脹，導(dǎo)致溫度和密度很快下降。隨著溫度降低、冷卻，逐步形成原子、原子核、分子，并復(fù)合成為通常的氣體。氣體逐漸凝聚成星云，星云進(jìn)一步形成各種各樣的恒星和星系，最終形成我們?nèi)缃袼吹降挠钪妗?/p>
暴漲模型允許宇宙的物質(zhì)和能量從無(wú)中產(chǎn)生。大統(tǒng)一理論認(rèn)為，重子數(shù)允許不守恒，而宇宙中的引力能可粗略地說(shuō)是負(fù)的，并精確地抵消非引力能，總能量為零，因此宇宙從無(wú)中演化是可能的。
“無(wú)”并非是絕對(duì)的虛無(wú)，真空能恰恰是一種特殊的物質(zhì)和能量形式。如果進(jìn)一步說(shuō)真空能起源于“無(wú)”，那么這個(gè)“無(wú)”也只能是一種未知的物質(zhì)和能量形式。從現(xiàn)代物理學(xué)的觀點(diǎn)看，真空也可視為物質(zhì)。
宇宙不論多么巨大，作為一個(gè)有限的物質(zhì)體系 ，也有其產(chǎn)生、發(fā)展和滅亡的歷史。暴漲模型認(rèn)為宇宙中的物質(zhì)與能量形式不是永恒的，把“無(wú)”作為一種未知的物質(zhì)和能量形式，在認(rèn)識(shí)論和方法論上有一定意義。
現(xiàn)代宇宙學(xué)不是晦澀無(wú)用的哲學(xué)思辯，而是建立在天文觀測(cè)、數(shù)學(xué)模型、物理實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的現(xiàn)代科學(xué)，
完全有能力認(rèn)知宇宙的奧秘。天文學(xué)家們指出，大爆炸必然會(huì)發(fā)生，原因是“虛空”本質(zhì)上是不穩(wěn)定的，可以從量子力學(xué)和廣義相對(duì)論中推導(dǎo)出來(lái)。在量子力學(xué)的尺度，空間將不穩(wěn)定，不再顯示平滑和連續(xù)，空間和時(shí)間失去穩(wěn)定性，混雜形成時(shí)空的泡沫，微小的時(shí)空泡可以自發(fā)形成。量子化的時(shí)空產(chǎn)生漲落，宇宙產(chǎn)生于“虛空”。
不斷膨脹
暗能量占據(jù)宇宙全部物質(zhì)的74%，它是宇宙加速膨脹的推手。宇宙的膨脹進(jìn)程處于兩種相克的力量平衡之中，如同陰陽(yáng)相克。其中的一種力量是引力，它們的作用使膨脹減速，而另一種強(qiáng)大的反制力量則是暗能量，它使宇宙加速膨脹。而現(xiàn)在看來(lái)，暗能量勝出了。 宇宙中可見(jiàn)物質(zhì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足以把宇宙連成一片，如果不是存在一種神秘而不可見(jiàn)的物質(zhì)，星系早就分崩離析?？茖W(xué)家把這種看不見(jiàn)的神秘物質(zhì)稱(chēng)為“暗物質(zhì)”。暗物質(zhì)是促使宇宙膨脹時(shí)在自身引力下形成特定結(jié)構(gòu)的首要物質(zhì)類(lèi)型。 天文觀測(cè)表明我們的宇宙在做加速膨脹運(yùn)動(dòng)。
理論上存在某種臨界密度。如果平均密度小于臨界密度，宇宙就會(huì)一直膨脹下去，稱(chēng)為“開(kāi)宇宙”;要是平均密度大于臨界密度，膨脹過(guò)程遲早會(huì)停下來(lái)并收縮，稱(chēng)為“閉宇宙”。
目前來(lái)看，開(kāi)宇宙的可能性大一些。
加速膨脹
諾貝爾獎(jiǎng)獲得者布萊恩·施密特指出：“物質(zhì)與物質(zhì)之間的空間正在加大。“
2011年，布萊恩·施密特和他的同事因利用“超新星”作為“宇宙探測(cè)器”發(fā)現(xiàn)宇宙的加速膨脹而獲得了當(dāng)年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，在研究之初，他們的想法是測(cè)量宇宙的膨脹速度如何因?yàn)槿f(wàn)有引力的作用而減緩，而最終的發(fā)現(xiàn)卻出乎人們的意料，事實(shí)證明，宇宙的膨脹速度越來(lái)越快。他解釋道：“我們觀察物體遠(yuǎn)離我們的速度，就像多普勒雷達(dá)采用多普勒頻移來(lái)定位、測(cè)量一樣。我們測(cè)量距離以及這些動(dòng)作劃分的距離，從而計(jì)算出宇宙的膨脹速度。我們的測(cè)量方法就是觀察遙遠(yuǎn)的物體，在不同的時(shí)間做同樣的測(cè)量，通過(guò)比較得出結(jié)論。從這個(gè)角度來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)很簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)。通過(guò)比較過(guò)去與現(xiàn)在測(cè)量的不同距離，我們得知現(xiàn)在宇宙的膨脹速度比以往快很多。“
研究人員計(jì)算出目前的宇宙膨脹速度，即所謂哈勃常數(shù)，約為73.2公里/(秒·百萬(wàn)秒差距)。每百萬(wàn)秒差距相當(dāng)于326萬(wàn)光年，因此一個(gè)星系與地球的距離每增加百萬(wàn)秒差距，其遠(yuǎn)離地球的速度每秒就增加73.2公里。這意味著，在98億年內(nèi)，宇宙天體間的距離將擴(kuò)大一倍。
宇宙的結(jié)局
熱力學(xué)定律不會(huì)讓宇宙獲得永生，新的恒星無(wú)法繼續(xù)形成時(shí)，宇宙抵達(dá)熱寂平衡點(diǎn)，宇宙的狀態(tài)如同誕生之初的那一碗湯狀時(shí)空。熱寂是熱力學(xué)上的終點(diǎn)，整個(gè)宇宙任何一處的溫度都僅僅比絕對(duì)零度高一些，這意味著沒(méi)有東西會(huì)幸存下來(lái)。少部分科學(xué)家認(rèn)為，宇宙結(jié)局如果是大坍縮，所有的物質(zhì)最終都會(huì)變成原子狀態(tài)，再經(jīng)過(guò)一次偶然的量子漲落，新一輪的大爆炸又形成了，下一個(gè)宇宙誕生。
宇宙學(xué)家認(rèn)為，如果宇宙能量密度等于或者小于臨界密度，膨脹會(huì)逐漸減速，但永遠(yuǎn)不會(huì)停止。恒星形成會(huì)因各個(gè)星系中的星際氣體都被逐漸消耗而最終停止;恒星演化最終導(dǎo)致只剩下白矮星、中子星和黑洞。相當(dāng)緩慢地，這些致密星體彼此的碰撞會(huì)導(dǎo)致質(zhì)量聚集而陸續(xù)產(chǎn)生更大的黑洞。宇宙的平均溫度會(huì)漸近地趨于絕對(duì)零度，從而達(dá)到所謂大凍結(jié)。此外，倘若質(zhì)子真像標(biāo)準(zhǔn)模型預(yù)言的那樣是不穩(wěn)定的，重子物質(zhì)最終也會(huì)全部消失，宇宙中只留下輻射和黑洞，而最終黑洞也會(huì)因霍金輻射而全部蒸發(fā)。宇宙的熵會(huì)增加到極點(diǎn)，以致于再也不會(huì)有自組織的能量形式產(chǎn)生，最終宇宙達(dá)到熱寂狀態(tài)。在ΛCDM模型中，暗能量以宇宙學(xué)常數(shù)的形式存在，這個(gè)理論認(rèn)為只有諸如星系等引力束縛系統(tǒng)的物質(zhì)會(huì)聚集，并隨著宇宙的膨脹和冷卻它們也會(huì)到達(dá)熱寂。對(duì)暗能量的其他解釋?zhuān)缁糜澳芰坷碚搫t認(rèn)為最終星系群、恒星、行星、原子、原子核以及所有物質(zhì)都會(huì)在一直持續(xù)下去的膨脹中被撕開(kāi)，即所謂大撕裂。
霍金告訴你宇宙外面是什么
霍金在文章中指出，宇宙之外這個(gè)問(wèn)題本身就有問(wèn)題，因?yàn)槭紫任覀冃枰x什么才是宇宙。
最常見(jiàn)的回答是可觀測(cè)到的宇宙，而這取決于光速。因?yàn)?，除非物體發(fā)出或反射的光線(xiàn)被我們接收到，否則我們永遠(yuǎn)看不到光傳播極限范圍之外的宇宙是什么樣子。
這意味著宇宙的范圍不斷擴(kuò)大，而這種擴(kuò)大的過(guò)程是有極限的——這個(gè)極限就是“哈勃體積”。人類(lèi)的觀測(cè)范圍從沒(méi)有超出這條邊界，所以從這點(diǎn)看來(lái)，宇宙之外只是人類(lèi)還未曾見(jiàn)到過(guò)的宇宙。
我們可以在某些方面肯定的說(shuō)宇宙之外是更多的宇宙。天文學(xué)家認(rèn)為太空是無(wú)限的，宇宙之外的空間也和可觀測(cè)到的宇宙一樣充滿(mǎn)了能量、星系等等存在。如果真的是這樣，那么宇宙之外的存在些什么變成了一個(gè)非常奇怪的問(wèn)題
在哈勃體積之外，你不僅僅會(huì)發(fā)現(xiàn)更多不重樣的行星——看見(jiàn)任何東西都有可能。沒(méi)錯(cuò)，任何東西。如果你看的夠遠(yuǎn)你會(huì)看見(jiàn)另一個(gè)宇宙的你，他今天早飯沒(méi)有吃雞蛋而是吃的燕麥粥，你會(huì)看見(jiàn)另一個(gè)不吃早飯的你，你會(huì)看見(jiàn)一個(gè)天沒(méi)亮就爬起來(lái)?yè)屻y行的你。
實(shí)際上，宇宙論者認(rèn)為如果你觀測(cè)地足夠遠(yuǎn)，你會(huì)進(jìn)入另一個(gè)哈勃體積——一個(gè)完美復(fù)刻版的我們生活的宇宙。
在10的188次方米之外的另一個(gè)宇宙里有一個(gè)和你完全相同的人做著和你完全相同的事情。聽(tīng)上去不太可能，但是無(wú)限這個(gè)概念比無(wú)限本身還要更加無(wú)限。
這種理論認(rèn)為宇宙無(wú)限，泡沫本身也是無(wú)限(你可以在某個(gè)無(wú)窮集合中挑一個(gè)無(wú)窮數(shù)，還是包含于這個(gè)無(wú)窮集合)。即便你能逃出泡泡的邊界，泡泡外的宇宙空間依然在膨脹，無(wú)論你以多塊的速度追趕你都無(wú)法探索到其它的泡泡。
同時(shí)霍金還提到了平行宇宙的理論，目前接受程度最高的幾種理論中，有一種是弦理論的進(jìn)化版本：認(rèn)為有幾層膜在其它維度震動(dòng)。簡(jiǎn)單的說(shuō)這些漣漪一樣的在11維度震動(dòng)的膜就是我們的宇宙之外的其它宇宙。漣漪運(yùn)動(dòng)效應(yīng)可以幫助解釋已觀測(cè)宇宙的物質(zhì)分布。
要想了解宇宙外面是什么，得先知道什么是宇宙，我們都知道宇宙起源于138.2億年前的大爆炸，并且宇宙是由無(wú)限暗物質(zhì)和無(wú)限空間組成，并處于不斷運(yùn)動(dòng)和發(fā)展中，在時(shí)間上沒(méi)有開(kāi)始沒(méi)有結(jié)束，在空間上沒(méi)有邊界沒(méi)有盡頭。
大爆炸散發(fā)的物質(zhì)在太空中漂游，由許多恒星組成的巨大的星系就是由這些物質(zhì)構(gòu)成的，我們的太陽(yáng)就是這無(wú)數(shù)恒星中的一顆。原本人們想象宇宙會(huì)因引力而不再膨脹，但是，科學(xué)家已發(fā)現(xiàn)宇宙中有一種 “暗能量”會(huì)產(chǎn)生一種斥力而加速宇宙的膨脹。
宇宙中有無(wú)數(shù)的星系、恒星和行星、星云等。宇宙中最多的是恒星，大部分恒星含氫元素最多，其次是氦元素比較多。這說(shuō)明宇宙還很年青。雖然宇宙年齡有137億年，但是，氫、氦作為恒星核聚變的主要原料還沒(méi)有完全被消耗。我們可以看到滿(mǎn)天的星光。反之，如果恒星燃料耗盡，宇宙將一片漆黑，我們的宇宙就已經(jīng)老了。
根據(jù)相對(duì)論，信息的傳播速度有限，因此在某些情況下，例如在發(fā)生宇宙膨脹的情況下，距離我們非常遙遠(yuǎn)的區(qū)域中我們將只能收到一小部分區(qū)域的信息，其他部分的信息將永遠(yuǎn)無(wú)法傳播到我們的區(qū)域?？梢员晃覀冇^測(cè)到的時(shí)空部分稱(chēng)為“可觀測(cè)宇宙”、“可見(jiàn)宇宙”或“我們的宇宙”。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，這是由于時(shí)空本身的結(jié)構(gòu)造成的，與我們所用的觀測(cè)設(shè)備沒(méi)有關(guān)系。宇宙大約是由4%的普通物質(zhì)，23%的暗物質(zhì)和73%的暗能量構(gòu)成。
宇宙外面是什么
眾所周知，宇宙是無(wú)窮無(wú)盡的，沒(méi)有邊緣，沒(méi)有空間限制。那宇宙真的是無(wú)窮大的嗎?宇宙外面是否還存在不同宇宙，不同空間呢?不如我們一起來(lái)看看關(guān)于宇宙之外的幾種說(shuō)法。
1、哈勃體積之外
哈勃體積，也稱(chēng)為可觀測(cè)宇宙，是一個(gè)以觀測(cè)者作為中心的球體空間，小得足以讓觀測(cè)者觀測(cè)到該范圍內(nèi)的物體，也就是說(shuō)物體發(fā)出的光有足夠時(shí)間到達(dá)觀測(cè)者?，F(xiàn)在哈勃體積半徑約為460億光年?；蛘吆?jiǎn)單地說(shuō)，宇宙的大小，又叫做哈勃體積.
而在哈勃體積之外，你不僅僅會(huì)發(fā)現(xiàn)更多不重樣的行星，還有看見(jiàn)任何東西的可能，如果你看的夠遠(yuǎn)你會(huì)看見(jiàn)另一個(gè)宇宙的你，他今天早飯沒(méi)有吃雞蛋而是吃的燕麥粥，你會(huì)看見(jiàn)另一個(gè)不吃早飯的你，你會(huì)看見(jiàn)一個(gè)天沒(méi)亮就爬起來(lái)?yè)屻y行的你。實(shí)際上，宇宙論者認(rèn)為如果你觀測(cè)地足夠遠(yuǎn)，你會(huì)進(jìn)入另一個(gè)哈勃體積，完美復(fù)刻版的我們生活的宇宙。在10188米之外的另一個(gè)宇宙里有一個(gè)和你完全相同的人做著和你完全相同的事情。聽(tīng)上去不太可能，但是無(wú)限這個(gè)概念比無(wú)限本身還要更加無(wú)限。
2、暗流星系團(tuán)
2008年天文科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了存在于宇宙的巨型星系團(tuán)，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了暗流。這些星系團(tuán)是由大約1000個(gè)星系以及散發(fā)X射線(xiàn)的超高溫氣體構(gòu)成的團(tuán)狀造成。通過(guò)觀察X射線(xiàn)跟宇宙微波背景的相互作用，科學(xué)家們可以研究星系團(tuán)的運(yùn)動(dòng)情況。宇宙微波背景指宇宙大爆炸時(shí)留下來(lái)的輻射。X射線(xiàn)將光子散播在宇宙微波背景中，結(jié)果在一種被稱(chēng)為“運(yùn)動(dòng)學(xué)SZ效應(yīng)”的作用下改變了宇宙微波背景的溫度。
以前，在星系團(tuán)的研究中沒(méi)有觀察到這種效應(yīng)。然而，美國(guó)國(guó)家航空航天管理局戈達(dá)德太空飛行中心的天體物理學(xué)家亞歷山大·卡什林斯基帶領(lǐng)一個(gè)研究小組，在研究700個(gè)同一類(lèi)別的巨型星系團(tuán)時(shí)發(fā)現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)學(xué)SZ效應(yīng)。研究人員發(fā)現(xiàn)，這些星系團(tuán)正在以將近320萬(wàn) km/h的速度朝著人馬座和船帆座之間的一個(gè)天區(qū)運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)跟宇宙向外的膨脹運(yùn)動(dòng)不同。宇宙的膨脹在一種叫做“暗能量”的力量作用下呈現(xiàn)出加速狀態(tài)。
暗流的異常流動(dòng)現(xiàn)象很難用常理解釋?zhuān)驗(yàn)楦鶕?jù)標(biāo)準(zhǔn)宇宙爆炸圖，宇宙整體結(jié)構(gòu)是由隨機(jī)量子波動(dòng)所產(chǎn)生的，物質(zhì)也是均勻擴(kuò)散的。因此，對(duì)于這種異?，F(xiàn)象只能用宇宙外力量來(lái)解釋?zhuān)礌恳@種物質(zhì)流的力量來(lái)自可見(jiàn)宇宙之外?？梢?jiàn)宇宙之外可能存在著一個(gè)更大的宇宙結(jié)構(gòu)。
3、宇宙是無(wú)限多的泡泡
說(shuō)到底哈勃體積之外的宇宙還是宇宙，只是我們看不到。這些地方和我們觀測(cè)到的宇宙遵循同樣的物理規(guī)律和各種常量。宇宙大爆炸后，宇宙就在不斷膨脹，膨脹中會(huì)導(dǎo)致太空中產(chǎn)生泡泡。每個(gè)泡泡里面都是停止膨脹的宇宙，每個(gè)泡泡里面都有各自的物理法則。這種理論認(rèn)為宇宙無(wú)限，泡沫本身也是無(wú)限(你可以在某個(gè)無(wú)窮集合中挑一個(gè)無(wú)窮數(shù)，還是包含于這個(gè)無(wú)窮集合。即便你能逃出泡泡的邊界，泡泡外的宇宙空間依然在膨脹，無(wú)論你以多快的速度追趕你都無(wú)法探索到其它的泡泡。
宇宙外面是什么,什么是宇宙
4、黑洞產(chǎn)卵宇宙論
如果你是天文愛(ài)好者，那你一定聽(tīng)過(guò)黑洞，黑洞是宇宙空間內(nèi)存在的一種超密度天體，由于它是完全不反射光線(xiàn)的黑體，故名為黑洞。
物理學(xué)家Lee Smolin曾經(jīng)提出過(guò)一種新的理論，他認(rèn)為我們宇宙中的每個(gè)黑洞都會(huì)創(chuàng)造一個(gè)新的宇宙。而每一個(gè)新的宇宙的物理定律又和之前的宇宙有些許不同。Smolin提出了一種自然選擇的宇宙論，如果某些物理法則可更頻繁地生成黑洞，就能創(chuàng)造更多宇宙。同時(shí)沒(méi)有黑洞形成的宇宙只能等死。
5、有許多平行宇宙
平行宇宙是指從某個(gè)宇宙中分離出來(lái)，與原宇宙平行存在著的既相似又不同的其他宇宙。在這些宇宙中，也有和我們的宇宙以相同的條件誕生的宇宙，還有可能存在著和人類(lèi)居住的星球相同的、或是具有相同歷史的行星，也可能存在著跟人類(lèi)完全相同的人。同時(shí)，在這些不同的宇宙里，事物的發(fā)展會(huì)有不同的結(jié)果：在我們的宇宙中已經(jīng)滅絕的物種在另一個(gè)宇宙中可能正在不斷進(jìn)化，生生不息。
而關(guān)于平行宇宙的理論有很多，有一種是弦理論的進(jìn)化版本：認(rèn)為有幾層膜在其它維度震動(dòng)。簡(jiǎn)單的說(shuō)這些漣漪一樣的在 11維度震動(dòng)的膜就是我們的宇宙之外的其它宇宙。漣漪運(yùn)動(dòng)效應(yīng)可以幫助解釋已觀測(cè)宇宙的物質(zhì)分布。這種理論認(rèn)為重力之所以特殊的原因是重力是從其它維度中的其它宇宙泄露到我們這個(gè)維度的這個(gè)宇宙的。
奧秘世界獨(dú)家觀點(diǎn)：宇宙外面是什么至今還沒(méi)有確切答案，宇宙中還有太多人們所不知道的奧秘，目前的科學(xué)還有待進(jìn)步，相信未來(lái)人們會(huì)了解更多關(guān)于宇宙的秘密。
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2.宇宙形成的原因
宇宙的起源到最后的結(jié)局是怎么樣的
